Question

6．為應對環(huán)境污染，使得對如何減少煤燃燒和汽車尾氣中各種含碳、氮、硫等氣體的排放，及有效地開發(fā)利用碳資源的研究顯得更加緊迫．
（1）為減少煤燃燒中廢氣的排放，常將煤轉化為清潔氣體燃料．請寫出焦炭與水蒸氣高溫下反應的化學方程式：C+H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO+H₂．
（2）選擇適當?shù)拇呋瘎┰诟邷叵驴蓪⑵�車尾氣中�?nbsp;CO、NO轉化為無毒氣體．
已知：①2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H₁=-566kJ?mol^-1
②2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）△H₂=-746kJ?mol^-1
則反應N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）的△H=+180kJ?mol^-1．
（3）在一定溫度下，向1L密閉容器中充入0.5mol NO、2mol CO，發(fā)生上述反應②，20s反應達平衡，此時CO的物質(zhì)的量為1.6mol．在該溫度下反應的平衡常數(shù)K=1.25．
（4）NO₂會污染環(huán)境，可用NaOH溶液吸收NO₂并生成等量的NaNO₃和NaNO₂．此反應的離子方程式是2NO₂+2OH^-=NO₃^-+NO₂^-+H₂O；恰好反應后，所得溶液呈弱堿性，則溶液中離子濃度大小關系是 c（Na⁺）＞c（NO₃^-）＞c（NO₂^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)質(zhì)量和原子守恒，焦炭與水蒸氣高溫下反應生成兩種可燃性氣體，據(jù)此書寫方程式；
（2）據(jù)熱化學方程式和蓋斯定律計算；
（3）結合平衡三段式列式計算平衡濃度，平衡常數(shù)等于生成物平衡濃度冪次方乘積除以反應物平衡濃度冪次方乘積得到；
（4）反應中只有N元素化合價變化，則N的化合價分別由+4價變化為+5價和+3價，根據(jù)轉移電子書寫離子方程式，生成等量的NaNO₃和NaNO₂，二者濃度相等，NO₂^-水解溶液呈堿性．

解答 解：（1）根據(jù)質(zhì)量和原子守恒，焦炭與水蒸氣高溫下反應生成兩種可燃性氣體為CO和H₂，則反應的方程式為：C+H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO+H₂，
故答案為：C+H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO+H₂；
（2）①2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H₁=-566kJ?mol^-1
②2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）△H₂=-746kJ?mol^-1
依據(jù)蓋斯定律計算①-②得到反應的熱化學方程式為：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g），△H=（-566+746）=+180KJ/mol，
故答案為：+180；
（3）在一定溫度下，向1L密閉容器中充入0.5mol NO、2mol CO，發(fā)生上述反應②，20S反應達平衡，此時CO的物質(zhì)的量為1.6mol，依據(jù)化學平衡三段式列式計算：
                      2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）
起始量（mol） 0.5             2               0              0
變化量（mol） 0.4            0.4             0.2          0.4
平衡量（mol） 0.1           1.6              0.2           0.4
體積為1L，物質(zhì)的量數(shù)值為濃度數(shù)值，計算得到平衡常數(shù)K=$\frac{0.2×0．{4}^{2}}{0．{1}^{2}×1．{6}^{2}}$=1.25；
故答案為：1.25；
（4）用NaOH溶液吸收NO₂，反應中只有N元素化合價變化，則N的化合價分別由+4價變化為+5價和+3價，轉移電子1mol，生成等量的NaNO₃和NaNO₂，反應的離子方程式為：2NO₂+2OH^-=NO₃^-+NO₂^-+H₂O，二者濃度相等，NO₂^-水解溶液呈堿性，所得溶液中的離子濃度大小關系為c（Na⁺）＞c（NO₃^-）＞c（NO₂^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案為：2NO₂+2OH^-=NO₃^-+NO₂^-+H₂O；c（NO₃^-）＞c（NO₂^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．

點評 本題考查了熱化學方程式的書寫方法、蓋斯定律計算、化學平衡常數(shù)的計算、離子濃度大小比較等，是對學生綜合能力的考查，題目難度中等．